Продолжим разговор об особенностях при
конструировании мощного усилителя РА с чем
сталкивается любой радиолюбитель и тех
последствиях, которые могут быть при неправильном
монтаже конструкции усилителя. В этой статье
приводятся лишь самые необходимые сведения, которые
нужно знать и учитывать при самостоятельном
проектировании и изготовлении усилителей большой
мощности. Остальное придется постигать на
собственном опыте. Нет ничего ценнее, чем
собственный опыт.
Охлаждение выходного каскада
Охлаждение генераторной лампы должно быть
достаточным. Что под этим понимается? Конструктивно
лампа устанавливается таким образом, чтобы весь
поток охлаждающего воздуха проходил сквозь ее
радиатор. Его объем должен соответствовать
паспортным данным. Большинство любительских
передатчиков эксплуатируется в режиме
“прием-передача”, поэтому объем воздуха, указанного
в паспорте, можно изменять в соответствии с режимами
работ.
Например, можно ввести три скоростных режима
вентилятора:
- максимальный для контестной работы,
- средний для повседневной и минимальный для
работы с DX.
Желательно использовать малошумящие вентиляторы.
Уместно напомнить, что вентилятор включается
одновременно с включением напряжения накала или
немного раньше, а выключается не менее чем через 5
минут после его снятия. Невыполнение этого
требования сокращает срок службы генераторной лампы.
Желательно на пути прохождения воздушного потока
установить аэрокоитакт, который через систему защиты
отключит все напряжения питания в случае пропадания
воздушного потока.
Параллельно с питающим напряжением вентилятора
полезно установить небольшой аккумулятор, как буфер,
который несколько минут будет поддерживать работу
вентилятора в случае пропадания напряжения питающей
сети. Поэтому лучше использовать низковольтный
вентилятор постоянного тока. В противном случае
придется прибегнуть к варианту, услышанному мной в
эфире от одного радиолюбителя. Он, якобы для обдува
лампы при пропадании электросети, держит на чердаке
огромную надутую камеру от заднего колеса трактора,
соединенную с усилителем шлангом-воздухопроводом.
Анодные цепи усилителя
В усилителях большой мощности желательно
избавиться от анодного дросселя, применив схему
последовательного питания. Кажущиеся неудобства с
лихвой окупятся стабильной и высокоэффективной
работой на всех любительских диапазонах, включая
десятиметровый. Правда, в этом случае под высоким
напряжением оказывается выходной колебательный
контур и переключатель диапазонов. Поэтому
переменные конденсаторы следует развязать от
присутствия на них высокого напряжения, как показано
на рис.1.
Рис.1.
В переключателе диапазонов лучше всего применять
мощные высоковольтные вакуумные реле или обычные, но
рассчитанные на работу в мощных высокочастотных
цепях. Не следует использовать неспециализированные
переключатели, которыми невозможно замыкать
нерабочие отводы катушки, что иногда негативно
сказывается на работе усилителя. В незамкнутых
участках колебательного контура могут образовываться
паразитные резонансы, влияющие на равномерность
усиления по диапазонам и, делающие работу усилителя
неустойчивой, склонной к самовозбуждению.
Наличие анодного дросселя, при его неудачной
конструкции также может стать причиной вышеуказанных
явлений. Как правило, грамотно сконструированный
усилитель по схеме с последовательным питанием не
требует введения “антипараэитов” ни в анодной, ни в
сеточной цепях. Он устойчиво работает на всех
диапазонах.
Разделительные конденсаторы С1 и С3, рис.2 должны
быть рассчитаны на напряжение в 2...3 раза
превышающее анодное и достаточную реактивную
мощность, которая вычисляется как произведение
высокочастотного тока, проходящего через
конденсатор, на падение напряжения на нем. Их можно
составить из нескольких параллельно соединенных
конденсаторов. В П-контуре желательно использовать
вакуумный конденсатор переменной емкости С2 с
минимальной начальной емкостью, с рабочим
напряжением не менее анодного. Конденсатор С4 должен
иметь зазор между пластинами не менее 0,5 мм.
Колебательная система, как правило, состоит из
двух катушек. Одна для ВЧ, другая для НЧ диапазонов.
Катушка ВЧ-диапазона - бескаркасная. Наматывается
медной трубкой диаметром 8...9 мм и имеет диаметр
60...70 мм. Чтобы трубка при намотке не
деформировалась, в нее предварительно насыпают
мелкий сухой песок и сплющивают концы. После
намотки, отрезав концы трубки, песок высыпается.
Катушка на НЧ-диапазоны наматывается на каркасе или
без него медной трубкой или толстым медным проводом
диаметром 4...5 мм. Ее диаметр 80...90 мм. При
монтаже катушки располагаются взаимоперпендикулярно.
Зная индуктивность, число витков для каждого
диапазона, можно вычислить с высокой точность по
формуле:
L (мкГн) = (0,01DW2)/(l/ D + 0,44)
Однако для удобства эту формулу можно представить
в более удобном виде:
W= Ц {L(l/ D + 0,44)}/
0,01 - D; где:
- W— число витков;
- L - индуктивность в микрогенри;
- I - длина намотки в сантиметрах;
- D — средний диаметр катушки в сантиметрах.
Диаметр и длина катушки задается, исходя из
конструкторских соображений, а величина
индуктивности выбирается в зависимости от
сопротивления нагрузки применяемой лампы - таблица
1.
Таблица 1.
|
ZL, ком |
|
Эл-т |
Диап. |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
5 |
|
С1, пФ |
160 |
1060 |
690 |
531 |
430 |
354 |
309 |
265 |
212 |
|
80 |
546 |
364 |
273 |
220 |
182 |
159 |
136 |
109 |
|
40 |
273 |
182 |
136 |
110 |
91 |
80 |
68 |
55 |
|
20 |
136 |
91 |
68 |
55 |
45 |
40 |
34 |
27 |
|
15 |
91 |
61 |
45 |
37 |
30 |
26 |
23 |
18 |
|
10 |
67 |
45 |
34 |
30 |
23 |
20 |
17 |
14 |
|
С2, пФ |
160 |
4421 |
3487 |
2865 |
2440 |
2105 |
1849 |
1594 |
1186 |
|
80 |
2274 |
1784 |
1473 |
1263 |
1082 |
951 |
820 |
610 |
|
40 |
1137 |
892 |
737 |
632 |
541 |
475 |
410 |
305 |
|
20 |
568 |
446 |
368 |
316 |
271 |
237 |
205 |
153 |
|
15 |
379 |
297 |
246 |
211 |
180 |
158 |
137 |
102 |
|
10 |
284 |
223 |
184 |
158 |
135 |
118 |
102 |
76 |
|
L мкГн |
160 |
8,84 |
13,26 |
16,61 |
20,1 |
24,13 |
27,8 |
31,47 |
38,63 |
|
80 |
4,55 |
6,57 |
8,54 |
10,9 |
12,41 |
14,29 |
16,18 |
19,87 |
|
40 |
2,27 |
3,28 |
4,27 |
5,5 |
6,2 |
7,15 |
8,09 |
9,93 |
|
20 |
1,14 |
1,64 |
2,14 |
2,7 |
3,1 |
3,57 |
4,05 |
4,97 |
|
15 |
0,76 |
1,09 |
1,42 |
1,82 |
2,07 |
2,38 |
2,7 |
3,31 |
|
10 |
0,57 |
0,82 |
1,07 |
1,36 |
1,55 |
1,78 |
2,02 |
2,48 |
Переменный конденсатор С2 на
"горячем конце" П-контура, рис.1 подключается не к
аноду лампы, а через отвод в 2...2,5 витка. Это
снизит начальную емкость контура на ВЧ диапазонах,
особенно, на 10-метровом. Отводы от катушки делаются
медными полосками толщиной 0,3...0,5 мм и шириной
8... 10 мм. Сначала их нужно механически закрепить
на катушке, обогнув полоску вокруг трубки, и
затянуть винтом 3 мм, облудив предварительно места
соединения и отвода. Затем место контакта тщательно
пропаивается.
Внимание:
При сборке мощных
усилителей не следует пренебрегать хорошим
механическим соединением и надеяться только на
пайку. Надо помнить, что во время
работы все детали сильно нагреваются.
В катушках нецелесообразно делать отдельные
отводы для WARC диапазонов. Как показывает опыт,
П-контур отлично настраивается на диапазоне 24 МГц в
положении переключателя 28 МГц, на 18 МГц в
положении 21 МГц, на 10 МГц в положении 7 МГц,
практически без потери выходной мощности.
Коммутация антенны
Для коммутации антенны в режиме "прием-передача"
используется вакуумное или обыкновенное реле,
рассчитанное на соответствующий коммутационный ток.
Во избежание подгорания контактов, необходимо
включать антенное реле на передачу раньше подачи ВЧ
сигнала, а на прием немного позже. Одна из схем
задержки приводится на рис.2.
Рис.2.
При включении усилителя на передачу открывается
транзистор Т1. Антенное реле К1 срабатывает
мгновенно, а входное реле К2 сработает только после
заряда конденсатора С2 через резистор R1. При
переходе на прием реле К2 отключится мгновенно, так
как его обмотка вместе с конденсатором задержки
блокируется контактами реле К3 через искрогасящий
резистор R2.
Реле К1 сработает с задержкой, которая зависит от
величины емкости конденсатора С1 и сопротивления
обмотки реле. Транзистор Т1 используется в качестве
ключа, чтобы уменьшить ток, проходящий через
управляющие контакты реле, находящегося в
трансивере.
Рис.3.
Емкость конденсаторов С1 и С2, в зависимости от
применяемых репе, выбирается в пределах 20...100
мкФ. Наличие задержки срабатывания одного реле по
отношению к другому можно легко проверить, собрав
простую схему с двумя неоновыми лампочками.
Известно, что у газоразрядных приборов потенциал
зажигания выше потенциала горения.
Зная это обстоятельство, контакты реле К1 или К2
(рис.3), в цепи которого загорится неонка, замкнутся
раньше. Другая неонка загореться не сможет, из-за
сниженного потенциала. Точно также можно проверить
очередность срабатывания контактов реле при переходе
на прием, подключив их к испытательной схеме.
Подведем итог
При использовании ламп, включенных по схеме с
общим катодом и работающих без сеточных токов, таких
как ГУ-43Б, ГУ-74Б и т.п., желательно на входе
установить мощный без индукционный резистор 50 Ом
мощностью 30...50 Вт (R4 на рис.4).
- Во-первых, этот резистор будет оптимальной
нагрузкой для трансивера на всех диапазонах
- Во-вторых, он способствует исключительно
устойчивой работе усилителя без применения
дополнительных мер.
Для полной раскачки от трансивера требуется
мощность в несколько, десятков ватт, которая будет
рассеиваться на этом резисторе.
Рис.4.
Техника безопасности
Нелишне напомнить о соблюдении техники
безопасности при работе с усилителями большой
мощности. Нельзя проводить какие-либо работы или
измерения внутри корпуса при включенном напряжении
питания или, не убедившись в полном разряде
фильтровых и блокировочных конденсаторов. Если при
случайном попадании под напряжение 1000...1200В еще
есть шанс чудом остаться в живых, то при воздействии
напряжения 3000В и выше такого шанса практически
нет.
Хотите этого или нет, но следует обязательно
предусмотреть автоматическую блокировку всех
питающих напряжений при открывании корпуса
усилителя. Выполняя любые работы с мощным
усилителем, необходимо всегда помнить что Вы
работаете с устройством повышенной опасности!
Всем 73!
С. Сафонов, (4Х1IМ)
Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.
